Download Tema 2- Dispositivos y Componentes Electrónicos

UNIVERSIDAD DE LEON
Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica
TEMA 2 :
DISPOSITIVOS Y COMPONENTES
ELECTRÓNICOS
Electrónica Básica, Industrial e Informática
Luis Ángel Esquibel Tomillo
EL DIODO (I)
• Es un dispositivo electrónico formado por un
semiconductor, normalmente dopado, en el
que distinguimos una Zona P (Ánodo) y una
Zona N (Cátodo), que presenta dos terminales
externos.
P
Curso 2006/07
N
P
Electrónica Básica, Industrial e Informática
N
© Luis Ángel Esquibel
2
EL DIODO (II)
• Es un componente electrónico
LINEAL que se caracteriza porque:
NO
– Polarizado en directo, si la tensión externa es
mayor que la barrera de potencial conduce y
si no, apenas lo hace.
– Polarizado en inverso, apenas conduce a no
ser que superemos la Tensión de Ruptura.
Curso 2006/07
Electrónica Básica, Industrial e Informática
© Luis Ángel Esquibel
3
TIPOS DE DIODOS
•
•
•
•
•
DIODO DE VACIO
DIODO DE GAS
DIODO DE SELENIO, OXIDO DE COBRE
DIODO DE PUNTAS DE CONTACTO
DIODO DE UNION P-N
Curso 2006/07
Electrónica Básica, Industrial e Informática
© Luis Ángel Esquibel
4
Curva Característica del
Diodo
I
⎛ ηVVt ⎞
I = Io⎜ e − 1⎟
⎜
⎟
⎝
⎠
Vz
V
Io
Curso 2006/07
V Umbral~ 0,7 v.
Electrónica Básica, Industrial e Informática
© Luis Ángel Esquibel
5
1ª Aproximación : Diodo
Ideal
Detección de Averías
• En Directo: como un
cortocircuito, R=0, V=IR
• En Inverso: como un
circuito abierto R=∞, I=0
Curso 2006/07
Electrónica Básica, Industrial e Informática
© Luis Ángel Esquibel
6
2ª Aproximación
Para realizar cálculos
0,7 v.
Curso 2006/07
• En Directo: como una
batería de 0,7 v, R=0
• En Inverso: como un
circuito abierto R=∞, I=0
Electrónica Básica, Industrial e Informática
© Luis Ángel Esquibel
7
3ª Aproximación
Más precisión en
directo para
V>o,7v
• En Directo: batería de 0,7 v
en serie con Rd
– Vd = 0,7 + Rd Id
0,7 v.
Curso 2006/07
• En Inverso: como un
circuito abierto R=∞, I=0
Electrónica Básica, Industrial e Informática
© Luis Ángel Esquibel
8
Conclusiones
• Dependiendo el fin de nuestra actuación
elegiremos una u otra Aproximación.
• Si no hay una fuente en el circuito no
puedo aplicar las Aproximaciones.
• Como regla general podemos despreciar
la Resistencia interna del diodo si es
menor del 1% de la Impedancia que ve el
diodo.
• Si el diodo es de Germanio V=0,3v.
Curso 2006/07
Electrónica Básica, Industrial e Informática
© Luis Ángel Esquibel
9
Hoja de Características
• 1- Tensión Inversa de Ruptura (Vz, Vr)
– Es la tensión inversa a partir de la que el diodo
conduce y se destruye. Factor de seg.
Para la familia 1n4001-1n4007, Vz=50v.
• 2- Corriente máxima en directo (Io). 1A.
• 3- Caida de tensión instantánea en directo
(Vf)
– Para una señal alterna, If=1A, Tj=25ºC, V tip, máx
Familia 1n4001-1n4007 Tip=0,93v., Máx=1,1v.
Curso 2006/07
Electrónica Básica, Industrial e Informática
© Luis Ángel Esquibel
10
Hoja de Características
• 4- Corriente máxima en inverso (Ir).
– La corriente que circula a la tensión de ruptura para
distintas temperaturas de la unión.
• 5- Temperatura de Trabajo.
– No es la de la unión.
Curso 2006/07
Electrónica Básica, Industrial e Informática
© Luis Ángel Esquibel
11
Diodos Especiales
• 1- Fotodiodos.
– En directo funciona como un diodo normal.
– En inverso:
• Con luz (visible o invisible): Conduce
• Oscuridad: NO Conduce
Debido a que la incidencia de la radiación en
la zona despoblada produce pares (e)-hueco
que contribuyen a la conducción. A más
radiación, más corriente.
Curso 2006/07
Electrónica Básica, Industrial e Informática
© Luis Ángel Esquibel
12
Diodos Especiales (II)
2- Diodos Emisores de Luz (LED)
• Cuando circula corriente por ellos lucen.
• Al circular e(-) libres y huecos en la zona
de la unión se producen muchas
recombinaciones. Cada vez que un (e) –
libre cae en un hueco pasa a la banda de
valencia (pierde energia) que emite en
forma de fotón.
V>0,7v. Depende del color.
Curso 2006/07
Electrónica Básica, Industrial e Informática
© Luis Ángel Esquibel
13
Diodos Especiales
3- Diodos Varicaps
• Sirven como condensadores variables.
4-DIODOS ZENER.
Diodos pensados para funcionar en la
zona de ruptura sin estropearse.
Pueden funcionar como un diodo normal.
Curso 2006/07
Electrónica Básica, Industrial e Informática
© Luis Ángel Esquibel
14
Diodos Zener (I)
Vz
Curso 2006/07
• Son diodos diseñados
para trabajar en la Zona
Iz mín
de
Ruptura
sin
estropearse (en Inverso).
directo
funcionan
Iz Máx En
como un diodo normal.
• Cuando alcanzan la Vz la
mantienen absorbiendo I.
Electrónica Básica, Industrial e Informática
© Luis Ángel Esquibel
15
Diodos Zener (II)
• Partimos de un diodo muy dopado, en el
que la zona despoblada será muy
pequeña, ya que para obtener el mismo
número de cargas cerca de la unión se
despuebla una zona más estrecha que en
un diodo poco dopado.
Curso 2006/07
Electrónica Básica, Industrial e Informática
© Luis Ángel Esquibel
16
Diodos Zener (III)
• La diferencia de potencial que le aplico en
Inverso (Vz=50v.)rompe pares e-hueco en la
unión, aparecen portadores y la corriente
comienza a crecer.
50 v.
− − −
Curso 2006/07
+
+
+
+ + + + + + ++
−− − − − − − − − −
+ + + + + + ++
−− − − − − − − − −
+ + + + + + ++
−− − − − − − − − −
Electrónica Básica, Industrial e Informática
© Luis Ángel Esquibel
17
Diodos Zener (IV)
• La rotura se debe a :
– Efecto Zener. Por efecto electrostático. Cuanto
más dopado antes se producirá.
Campo Eléctrico
Unidad de Longitud
=x
– Efecto Avalancha. En los semiconductores poco
dopados, un electrón que recorre una distancia
considerable tiene una energía suficiente para
romper un enlace covalente en un choque, que se
incrementa geométricamente.
Curso 2006/07
Electrónica Básica, Industrial e Informática
© Luis Ángel Esquibel
18
Diodos Zener (V)
• Efecto Avalancha
Curso 2006/07
Electrónica Básica, Industrial e Informática
© Luis Ángel Esquibel
19
Diodos y Triodos
Curso 2006/07
Electrónica Básica, Industrial e Informática
© Luis Ángel Esquibel
20
Válvulas
Curso 2006/07
Electrónica Básica, Industrial e Informática
© Luis Ángel Esquibel
21
Diodo de Puntas de
Contacto
APLICACIÓN: RADARES
SEMICONDUCTOR
Curso 2006/07
METAL
Electrónica Básica, Industrial e Informática
© Luis Ángel Esquibel
22
CLASES DE DIODOS
DIODOS LÁSER
Curso 2006/07
DIODO ZENER
Electrónica Básica, Industrial e Informática
© Luis Ángel Esquibel
23
Diodos Led y Varicaps
Curso 2006/07
Electrónica Básica, Industrial e Informática
© Luis Ángel Esquibel
24